莫讓小閥門阻斷我國“氫”云路！

雙碳目標下，氫能發(fā)展如火如荼，2021年以來，國內(nèi)超過50個城市發(fā)布氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。目前氫能產(chǎn)業(yè)鏈中電堆、膜電極、雙極板等核心部件已基本完成國產(chǎn)化，但氫用閥門因其技術(shù)難度大，仍然存在”卡脖子”問題。

氫能閥門主要應用于三類場景：車載儲&供氫系統(tǒng)、燃料電池動力系統(tǒng)、氫氣制儲運加系統(tǒng)。三類場景對閥門的要求各不同，閥門的側(cè)重點也區(qū)別很大。但總體來說，氫用閥門技術(shù)要求嚴苛，國產(chǎn)化成為降本重點。

高壓加氫閥門：國內(nèi)已有突破

高壓加氫安裝中的閥門，既有臨氫條件，又有非臨氫條件，既有高壓條件，又有非高壓條件，其研發(fā)難度相當高。研發(fā)國產(chǎn)高壓加氫閥門，不僅能降低閥門進口成本，還可以減少供貨周期，同時又能推進閥門行業(yè)的升級換代。事實上，我國目前一些閥門制造廠已具備研發(fā)高壓加氫閥門的才能和條件，而且在安裝（操作壓力8~10MPa）過程中上已有成功的應用。

儲氫瓶口閥要求更高

從產(chǎn)業(yè)鏈看，車載儲氫系統(tǒng)成為氫能車大規(guī)模商用的重要突破口。目前，量產(chǎn)氫能車采用的高壓氣態(tài)儲氫系統(tǒng)中，罐體材料和碳纖維原料都已實現(xiàn)國產(chǎn)化，但卻在看起來不起眼的瓶口加壓閥門卻成為“卡脖子”環(huán)節(jié)，相應的市場主要由加拿大GFI、意大利OMB和美國Luxfer等公司占據(jù)，國內(nèi)企業(yè)僅有上海舜華等極少數(shù)企業(yè)有相應的技術(shù)，如果不能解決這塊兒技術(shù)短板，國內(nèi)氫能的發(fā)展必然要嚴重受制于人。

瓶口閥作為高壓儲氫瓶關(guān)鍵部件，功能高度集中，包括降壓穩(wěn)壓（儲氫瓶內(nèi)氣壓35Mpa/70Mpa，燃料電池正常工作氣壓小于1Mpa）、高可靠密封性（氫分子小極易逃逸）、溫度壓力實時監(jiān)測（氣瓶安全保障）、快速加氫（5分鐘內(nèi)加滿兩個50L瓶）、自動手動泄壓（安全防護）。同時，閥門自身還需要避免金屬發(fā)生氫蝕氫脆，技術(shù)難度著實不小，擁有一定的進入門檻和技術(shù)壁壘。

目前在二級市場上做這一細分賽道的公司較少，其中有一家上市公司2019年在這方面進行了布局。這家公司就是南通神通新能源科技有限公司，是江蘇神通與航天科技集團技術(shù)團隊合資成立的。

據(jù)了解，該公司主營的氫用閥門目前是應用在車載儲氫和供氫系統(tǒng)、燃料電池動力系統(tǒng)兩大場景。其中在車載儲氫和供氫系統(tǒng)方面，公司已完成70MPa和35MPa產(chǎn)品閉環(huán)。

即便是早早布局氫用閥門的南通神通也表示，當前國內(nèi)氫用閥件與國外還有一定的差距，如適用70MPa儲氫罐（商用主流）壓力閥在國內(nèi)基本上沒有產(chǎn)品；同時，由于試驗周期較短，35MPa的可靠性與國外產(chǎn)品存在差距。國內(nèi)在氫用閥件方面還未形成相應的設(shè)計、檢查與試驗標準，可見國產(chǎn)壓力閥仍在研發(fā)測試階段。

國內(nèi)閥門企業(yè)入局氫閥門

盡管國內(nèi)氫能閥門的“卡脖子”問題較為突出，但是國內(nèi)閥門企業(yè)也沒有放棄入局氫能，目前國內(nèi)閥門企業(yè)開始進軍氫能的也有不少。

富瑞特裝氫閥研發(fā)的技術(shù)和產(chǎn)品主要包括：燃料電池電堆用閥門、35MPa供氫系統(tǒng)用閥門設(shè)計優(yōu)化/70MPa供氫系統(tǒng)用閥門、35MPa加氫站用閥門設(shè)計優(yōu)化/70/100MPa加氫站用閥門及液氫閥門設(shè)計開發(fā)等；此外，杭氧股份已開展氫能源相關(guān)業(yè)務；紐威股份在液氫閥門方面做了大量技術(shù)儲備；航天晨光布局航天領(lǐng)域氫閥產(chǎn)品...據(jù)氫能匯不完全統(tǒng)計，目前已有13個閥門企業(yè)開始入局氫能。

具體情況如下表：

氫用閥門國產(chǎn)化正在提速

國產(chǎn)替代進口的機會在哪里？神通新能源總經(jīng)理孫明民認為有四點：（1）基礎(chǔ)研究差距逐步縮??；（2）很多優(yōu)秀的基礎(chǔ)工藝、材料大量引入國內(nèi)；（3）國產(chǎn)品牌的自身優(yōu)勢：性價比、服務、供貨周期；（4）重點產(chǎn)業(yè)解決供應鏈卡脖子問題的硬性需求。

氫用閥門的國產(chǎn)替代之路道阻且長

據(jù)神通新能源總經(jīng)理孫明民，目前氫用閥門應用問題包括：

1、傳統(tǒng)閥門的動作機構(gòu)在氫用壓力等級（35~90MPa）下失效；

2、在超高壓工況下，密封設(shè)計技術(shù)無法實現(xiàn)氫氣密封；

3、氫氣的“腐蝕性”會使金屬材料發(fā)生氫脆（斷裂韌性急劇下降），導致故障；

4、傳統(tǒng)的高壓閥門無法滿足車載系統(tǒng)復雜工況。據(jù)工信部《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》，單臺載重3.5噸的燃料電池物流車制造成本約為80萬~100萬元，對應閥門成本為6萬~7萬元。而在加氫設(shè)備中閥門同樣重要，據(jù)AhmadMayyas等人的加氫站制造競爭力分析（2019），加氫系統(tǒng)設(shè)備成本中最主要的為閥門和計量儀表等，接近設(shè)備成本的60%。

業(yè)內(nèi)預計，2021-2025年國內(nèi)車載儲氫瓶新增市場需求年均增速達到78％，中國將成為全球最大車載儲氫瓶市場。隨著以京城股份為代表的儲氫瓶企業(yè)產(chǎn)品由III型35MPa向IV型70MPa升級以及未來向低溫液態(tài)儲氫發(fā)展，瓶口閥技術(shù)成為需要不斷突破的“卡脖子”領(lǐng)域，上海舜華等行業(yè)龍頭將迎來機遇。（來源：國際能源網(wǎng)/氫能匯）